材料科学及其新技术PDF电子书下载

第一章材料科学概况 1

§1-1材料科学的由来 1

目录 1

§1-2材料科学的任务 2

§1-3材料科学与工程 4

第二章原子结构和结合键 8

§2-1材料结构的涵义 8

§2-2元素周期表 11

§2-3原子结构 11

一、量子力学的几个基本概念 12

二、原子核结构 14

三、原子核外电子 15

一、结合键的普遍性质 20

§2-4结合键 20

二、结合键的类型 23

第三章固体材料中的原子排列 30

一、原子的周期性排列 30

二、晶面指数和晶向指数 33

三、正格子空间和倒格子空间 38

§3-1晶体学基础 39

四、晶体中的密堆积 41

五、晶态与非晶态的区别 42

六、同素异构转变 45

§3-2金属的结构 46

一、纯金属的结构 46

二、合金的结构 54

§3-3无机非金属的结构 61

一、简单的晶体结构 62

二、复杂的晶体结构 64

§3-4有机聚合物的结构 70

一、有机聚合物的组成 70

二、有机聚合物中的原子排列 71

§3-5晶体缺陷 76

一、点缺陷 76

二、线缺陷（位错） 78

三、面缺陷 83

二、状态函数和过程函数 89

一、热力学的特点 89

§4-1热力学基础 89

第四章平衡和相图 89

三、热力学第一定律，内能，热函 90

四、热力学第二定律，熵 91

五、自由能 93

六、化学势 94

§4-2平衡和相变 95

一、热力学平衡 95

二、相变 96

§4-3相律与相图 98

一、相律 98

二、相图的意义 99

三、一元相图 100

四、二元相图 101

五、三元相图 121

§4-4相图热力学 130

一、固溶体的自由能 130

二、多相合金的自由能 132

三、多相平衡时的自由能－成分曲线 133

四、从自由能－成分曲线建立相图 134

第五章固体材料中的动力学过程 138

§5-1反应速度 138

一、激活能 138

二、麦克斯韦－玻尔兹曼定律 139

三、阿伦尼乌斯定律 140

四、绝对反应速度 142

一、扩散现象 144

§5-2扩散 144

二、稳定扩散（菲克第一定律） 145

三、不稳定扩散（菲克第二定律） 145

四、扩散机制 150

五、柯肯达尔效应 152

六、影响扩散的因素 153

七、上坡扩散 154

§5-3结晶 155

一、形核 156

二、长大 163

三、晶体生长形态和结晶组织 168

四、单晶生长 185

五、区域熔炼 187

六、定向凝固 189

§5-4固态相变 190

一、相变分类 190

二、固态相变的特点 193

三、调幅分解 195

四、固态相变形核 198

五、固态相变的晶核长大 200

六、相变研究的进展 203

§5-5金属的腐蚀 206

一、金属腐蚀的形式 206

二、金属腐蚀的原因 208

三、电化学腐蚀 210

四、金属的氧化 212

五、防止腐蚀的基本途径 215

第六章固体材料的机械性能 218

§6-1导言 218

§6-2弹性变形 218

一、应力和应变 218

二、广义虎克定律 222

三、弹性模量 226

四、金属的弹性模量 227

五、无机材料的弹性模量 229

六、有机聚合物的弹性，粘弹性 231

七、滞弹性 237

§6-3永久变形 239

一、单晶体的塑性流动 239

二、多晶体的塑性流动 247

三、冷变形金属在加热时的变化 253

四、金属材料的热加工 258

五、粘性流动 261

六、粘弹性的机械模型 262

七、超塑性 266

§6-4金属材料的强化 269

一、冷变形强化 269

二、细晶强化 270

三、固溶强化 270

四、有序强化 270

五、多相强化（聚合型） 272

六、分散强化 273

七、马氏体强化 274

§6-5材料的断裂 275

一、延性断裂 276

二、脆性断裂 277

三、疲劳断裂 292

四、蠕变断裂 299

第七章固体材料的物理性能 302

§7-1 导言 302

§7-2统计物理基础 302

一、粒子运动状态的描述 302

二、平衡态的统计分布 307

§7-3固体材料的热学性能 312

一、晶格中的热振动 312

二、格波 313

三、波恩－冯·卡门边界条件 318

四、声子 320

五、固体的热容量 321

六、绝缘体的热传导 327

七、固体的热膨胀 332

§7-4固体中的电子 334

一、金属的自由电子理论 335

二、固体的能带理论 345

三、导体、绝缘体、半导体 356

§7-5固体材料的电学性能 365

一、导电性 365

二、超导性 367

三、霍尔效应 369

四、半导体 371

五、绝缘体 381

六、离子导电 386

§7-6固体材料的磁学性能 388

一、磁性的几个基本概念 388

二、铁磁性 391

三、反铁磁性 392

四、亚铁磁性 393

五、磁共振和微波激射器 393

六、磁性材料 396

§7-7固体材料的光学性能 400

一、电磁波 400

二、反射、折射、吸收和透射 400

三、色心 404

四、发光 405

五、激光 406

§7-8固体材料的声学性能 410

一、声波 410

二、声频和水声 411

三、次声频段 413

四、超声频段 413

五、特超声频段 414

§7-9固体材料的功能转换 415

一、热－电转换 415

三、光－电转换 416

二、光－热转换 416

四、力－电转换 417

五、磁－光转换 418

六、电－光转换 419

七、声－光转换 419

第八章新型材料与新兴技术 422

§8-1导言 422

§8-2特殊形式的材料 422

一、单晶 422

二、非晶 424

三、微晶 427

四、薄膜和晶须 428

五、液晶 430

一、金属结构材料 432

§8-3金属材料 432

二、金属电子和能源材料 434

三、形状记忆合金 435

四、稀土金属及其应用 437

五、粉末冶金 438

六、金属表面处理技术 438

七、合金设计 441

§8-4无机非金属材料 441

一、新型陶瓷 441

二、特种玻璃 446

三、光导纤维 447

四、高温涂层 449

一、塑料 450

§8-5有机高分子材料 450

二、化学纤维 451

三、合成橡胶 452

四、功能高分子 453

§8-6复合材料 455

一、概述 455

二、纤维增强复合材料 457

§8-7分析仪器和测试技术 459

一、电子显微镜 459

二、X射线衍射和电子衍射 462

三、X射线光谱仪和电子探针 464

四、质谱仪和离子探针 465

五、激光探针 467

六、俄歇电子能谱仪 468